123doc phan i thiet ke dong co khong dong bo roto long soc (1)

1 PHẦN I: THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ ROTO LỒNG SĨC CHƯƠNG : XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU Đối với động điện không đồng đường kính (D) chiều dài lõi thép (lδ) stato kích thước chủ yếu Những kích thước tính chọn sở đảm bảo cho động chế tạo có tính kinh tế cao, đồng thời có tính phù hợp thoả mãn tiêu kỹ thuật mà nhà nước qui định Tính kinh tế động khơng vật liệu sử dụng để chế tạo mà cịn xét đến q trình chế tạo nhà máy Chọn kích thước chủ yếu cịn phải phù hợp với điều kiện công nghệ khuôn dập, vật đúc, chi tiết gia cơng khí, chi tiết tiêu chuẩn hoá Tuy nhiên phạm vi thiết kế tốt nghiệp, cơng việc tính chọn kích thước chủ yếu động dựa sở đảm bảo thoả mãn tiêu chuẩn kỹ thuật mà nhà nước qui định Khi tính tốn D lδ phải dựa vào số gọi số máy điện (hằng số Arnold) biểu diễn công thức sau: CA = D lδ n 6,1.10 = α δ k S k d A.Bδ p′ D lδ tỉ lệ định trọng lượng giá thành, đặc tính kinh tế kỹ thuật độ tin cậy làm việc động Vì việc xác định kích thước chủ yếu D lδ khâu việc thiết kế Từ số máy điện ta thấy D lδ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: tốc độ đồng bộ, công suất điện từ, tải điện từ vật liệu tác dụng Để xác định D lδ trước tiên ta cần xác định yếu tố 1.1 Số đơi cực từ (p) - Ta có hệ số kD phụ thuộc vào số đơi cực Vì để chọn kD ta phải tính số đơi cực - Số đôi cực từ: p= 60.f1 n1 = 60.50 = 1000 Trong đó: f1: Tần số định mức n1: Tốc độ đồng - Số cực máy : 2p = x = (cực) 1.2 Xác định đường kính ngồi lõi thép stato (Dn): -Khi xác định kết cấu động không đồng đường kính D ngồi Dn stato có mối quan hệ định theo hệ số K D = D Quan hệ Dn phụ thuộc vào số đơi cực Mặt khác, đường kính ngồi D n có liên quan đến chiều rộng cuộn tôn kỹ thuật điện chiều cao tâm trục máy h tiêu chuẩn hóa - Trước hết ta xác định đường kính ngồi Dn theo chiều cao h - Theo bảng IV.1 phụ lục IV dãy công suất, chiều cao tâm trục động roto lồng sóc kiểu IP44 theo tiêu chuẩn TCVN - 1987- 1994 TL[1], Với P = 11kW, 2p = ta chọn h = 160 (mm) - Với h = 160 (mm) theo bảng 10.3 TL[1], ta chọn đường kính ngồi stato tiêu chuẩn Dn = 14,5 (cm) 1.3 Đường kính stato (D) Đường kính stato xác định theo cơng thức : D = kD.Dn Theo bảng 10.2 TL[1] , với 2p = 6, chọn kD = 0,7 ÷ 0,72 +Với Dn = 19,1 (cm) D = k D × Dn = ( 0,64 ÷ 0,68 )x 191 Chọn D = 12,3 (mm) = ( 122,24 ÷ 129,98 ) (mm) 1.4 Cơng suất điện từ tính tốn (P’) P' = k E Pâm η cos ϕ kE hệ số quan hệ điện áp đặt vào sức điện động sinh động cơ, ứng với Dn = 19,1cm 2p = theo hình 10 -2 TL[1] tra k E = 0,965 η ,cos ϕ ,n hiệu suất,hệ số công suất tốc độ đồng Với Dn =19,1 Tra bảng 10.1,TL [1] ta : η = 82% , cos ϕ = 0,83 Suy ra: P/ = 0,965 × k E P = = 4,2536 (KVA) 0,82 × 0,83 η cos ϕ 1.5 Chiều dài tính tốn lỏi sắt ( lδ ): lδ = 6,1.10 7.P / α δ k s k d A.Bδ D n Với : α δ : hệ số cung cực từ k s : hệ số sóng kd : Hệ số dây quấn A: Tải đường Bδ : Mật độ từ thông khe hở khơng khí + Mà α δ ks phụ thuộc vào mức độ bão hoà kZ mạch từ + Sơ chọn : α δ = 0,71 kS = 1,12, kZ =1,24 (Theo hình 4.7 TL[1].) + Vì dây quấn lớp có kết cấu đơn giản nên thường dùng cho động có cơng suất nhở 10kw.Với dây quấn lớp ta có k d = 0,95 ÷ 0,96 ta chọn kd = 0,95 + A Bδ phụ thuộc vào Dn , 2p Việc chọn A , Bδ có ảnh hưởng lớn đến kích thước chủ yếu D , lδ máy điện Đứng mặt tiết kiệm vật liệu nên cho A Bδ lớn, A Bδ lớn tổn hao đồng thép tăng lên làm động nóng, ảnh hưởng đến tuổi thọ máy.Do chọn A Bδ cần xét đến chất liệu vật liệu sử dụng, sử dụng vật liệu sắt từ tốt ( có tổn hao hay độ từ thẩm cao ) chọn A lớn Ngoài ra, tỉ số A Bδ ảnh hưởng đặc tính làm việc khởi động động A đặc trưng cho mạch điện cịn Bδ đặc trưng cho mạch từ Với 2p=4, Dn =19,1 theo hình 10.2b TL[1] tra được: B δ = 0,87 (T) A = 250 (A/cm) n : Tốc độ đồng n =1500 (vòng / phút): tốc độ đồng động - Do chiều dài lõi sắt stato là: lδ = 6,1 × 10 × 4,2536 = 6,9586 (cm) 0,71 × 1,12 × 0,95 × 250 × 0,87 × 12,3 × 1500 Lấy l δ = (cm) 1.6 Bước cực ( τ ) Bước cực xác định theo công thức : τ= π.D 3,14 × 12,3 = = 9,65 (cm) 2p Vì l δ = (cm) chiều dài lõi sắt ngắn, việc tản nhiệt khơng khó khăn nên lõi sắt ép thành khối, chiều dài tính tốn lõi sắt phần ứng khe hở khơng khí chiều dài lõi sắt Vậy chiều dài lõi sắt stato rôto là: l1 = l2 = l δ = (cm) Cũng giống động khác, nên việc chọn kích thước chủ yếu D lδ cho động khơng có nhóm trị số Vì thiết kế phảI vào tình trạng sản xuất mà tiến hành so sánh phương án cách toàn diện để phương án kinh tế hợp lý Quan hệ D lδ biểu thị quan hệ: λ = - Hệ số kinh tế: λ = lδ τ lδ = = 0,725 9,65 τ Trong dãy động khơng đồng roto lồng sóc kiểu IP44 cấp cách điện B, với động P = 3kW, 2p = có đường kính ngồi D n (nghĩa chiều cao tâm trục h) có động P = kW, 2p = Ta có hệ số tăng cơng suất máy γ = Do λ = = 1,33 lδ máy có cơng suất P = 4kw, 2p = là: τ λ = γ λ3 = 1,33.0,725 = 0,96 Theo hình 10 3a TL[1] λ λ nằm phạm vi kinh tế nên ta chọn thông số hợp lý 1.7 Dòng điện pha định mức (I1) Dòng điện pha định mức máy xác định theo công thức sau: I1 = P.10 3.U 1η cos ϕ U1: điện áp pha lưới U1= 220 (V) P, η , cos ϕ : công suất , hiệu suất hệ số công suất máy P = (kW) η = 82 % Cos ϕ = 0,83 Thay vào: I1 = 3.10 = 6,68 (A) 3.220.0,82.0,83 CHƯƠNG : XÁC ĐỊNH DÂY QUẤN, RÃNH STATO VÀ KHE HỞ KHƠNG KHÍ *Chọn rãnh stato thiết kế dây quấn stato cần phải xác định số rãnh pha cực từ (q1), thường ta lấy q1 = ÷ động có cơng suất nhỏ Chọn q1 nhiều hay ảnh hưởng đến số rãnh stato (Z 1) Số rãnh không nên nhiều, diện tích cách điện chiếm chỗ so với rãnh nhiều hơn, hệ số lợi dụng rãnh đi, mặc khác phương diện độ bền yếu Ít làm dây quấn phân bố không bề mặt lõi thép, nên sức từ động phần ứng có nhiều sóng bậc cao, khó chọn hệ số dây quấn thích hợp để triệt tiêu sóng bậc cao Trị số q nói chung nên chọn số ngun cải thiện đặc tính làm việc có khả giảm tiếng kêu động Trong thiết kế dãy động điện, thường ta muốn lợi dụng số khuôn dập rãnh để dập tôn dùng cho nhiều máy khác Vì muốn có trị số q1 phù hợp với động khác nhau, ta chọn q1 tuỳ ý 2.1 số rãnh stato(Z1): - số rãnh pha bước cực q1 Chọn q1 = - m số pha, m = - Số rãnh stato: Z1 = 2m.p.q1 = 2.3.2.3 = 36(rãnh) 2.2 Bước rãnh stato (t1) t1 = π D Z1 3,14 × 12,3 = 1,07( cm ) 36 = 2.3 Số dẫn tác dụng rãnh (ur1) Số dẫn rãnh xác định theo công thức: u r1 = = A.t1 a1 I1 250 × 1,07 × = 40 6.68 Chọn a1 = 1: số mạch nhánh song song Lấy ur1 = 40 (vòng) 2.4 Số vòng dây nối tiếp pha (w1) Số vòng dây nối tiếp pha xác định sau: p.q1 u r1 × × 40 = = 240 (vòng) a1 W1 = 2.5 Chọn kích thước dây dẫn: - Muốn chọn kích thước dây dẫn trước hết ta phải chọn mật độ dòng điện J dây dẫn, vào dòng định mức để ta tính tiết diện cần thiết Dựa vào h = 112 (mm), Dn =19,1 (cm), 2p = ta chọn tỉ lệ suất tải nhiệt máy AJ = 1850 A2/cm, theo hình 10.4 TL[1] - Mật độ dòng điện: J1 = AJ 1850 = = 7,4( A / mm ) A 250 S1/ = I1 6,68 = = 0,9027(mm ) a1 n1 J 1 × × 7,4 - Tiết diện dây sơ bộ: n1 : số sợi ghép song song, chọn n1 = Theo phụ lục VI, bảng VI.1 TL[1] Chọn dây đồng tráng men PETV có kích thước sau đây: + Tiết diện dây: 0,9027 (mm2) + Đường kính dây chưa kể cách điện: d = 1,08 (mm) + Đường kính dây kể cách điện: dcđ = 1,16 (mm) Động có h = 112cm, ta chọn dây quấn lớp bước đủ đặt vào rãnh kín - Bước cực τ : khoảng cách hai cực kế tiếp, tính số rãnh 3y1 = τ = Z 36 = =9 2p - Hệ số bước rãi: α 30 sin = = 0,96 kr = α 30 q1 sin sin 2 - góc độ điện hai rãnh kề nhau: p.360 2.360 α= = = 20 Z1 36 - Hệ số dây quấn: sin q1 kd =kr = 0,96 2.6 Từ thông qua khe hở khơng khí ( φ ) - Từ thơng khe hở khơng khí xác định theo cơng thức sau: Φ= k E U 0,965 × 220 = = 0,00411(Wb) 4.k s k d f W1 × 1,12 × 0,96 × 50 × 240 2.7 Mật độ từ thơng khe hở khơng khí ( Bδ ) - Mật độ từ thơng khe hở khơng khí xác định theo công thức: Bδ = Φ.10 0,00411.10 = = 0,85(T ) α δ τ.l 0,71.9,65.7 2.8 Sơ định chiều rộng (bZ1) - Sơ chiều rộng stato xác định theo công thức sau: bZ/ = Bδ lδ t1 0,85 × × 1,07 = = 0,54(cm) Bz1.l1.k c 1,77 × × 0,95 Do lõi thép ngắn nên việc tản nhiệt khơng khó khăn, lõi thép khơng có rãnh thơng gió hướng kính, chiều dài tính toán lõi thép lδ chiều dài thực lõi thép stato l1 Bz1: mật độ từ thông stato, ứng với động có chiều cao tâm trục h = ( 50 ÷ 132) mm số cực 2p = B Z = (1,75 ÷ 1,95)T , ta chọn BZ1 = 1,77T kC: Hệ số ép chặt Hệ số ép chặt lõi cực từ quan hệ chiều dài phần thép với chiều dài thực lõi thép Hệ số phụ thuộc vào áp suất ép chặt lõi thép, độ không đồng bề dày thép, chiều dày lớp sơn cách điện chiều dày lõi thép Khi chiều dày lõi thép khơng q (14 ÷ 15) cm khơng cần phủ sơn Lõi thép stato động không đồng làm thép kỹ thuật điện dày 0,5mm Ta chọn kC = 0,95 2.9 Sơ định chiều cao gông stato (h’g1) - Sơ chiều cao gông xác định sau: hg/ = Φ.10 2.B g1 l1 k c Bg1: mật độ từ thông gông stato, với chiều cao tâm trục h = ( 50 ÷ 132) mm , 2p = 4, kiểu máyIP44, Bg1 = (1,45 ÷ 1,6)T , ta chọn Bg1 = 1,6T 2.10 Chọn kích thước rãnh cách điện: Kích thước rãnh cách điện rơto xác đinh sau: + b41 = dcđ + 1,5 = 1,16 + 1,5 = 2,66 (mm) + h41 = ( 0,4 ÷ 0,8) ; chọn h41 = 0,6 (mm) d2 7,26 − h41 = 14,7 − − 0,6 = 10,47( mm ) 2 D −D 19,1 − 12,3 − h' g1 = − 1,93 = 14,7(mm) + hr = n 2 h12 = hr1 − π ( D + 2.hg1 ) − bz' Z1 3,14(123 − × 0,6 ) − 5,4.36 = = 6( mm ) + d1 = Z1 − π 36 − 3,14 + d2 = π ( Dn − 2.h41 ) − b′z1 Z1 3,14(191 + × 19,3) − 5,4 × 36 = = 7,26( mm ) Z1 + π 36 + 3,14 Hình 2.1: Kích thước rãnh stato Theo bảng VIII.1 phụ lục VIII chọn chiều dày cách điện rãnh là: c = 0,25 mm , Chiều dày cách điện phía miệng rãnh cm = 0,35 mm - Diện tích rãnh trừ nêm:(chọn hn = 2,5 mm) 10 S = ' r πd 22 d + b2 πd 12 + (h12 − hn ) + 8 = 3,14.7,26 + 7,26 3,14.6 + (10,47 − 2,5) + = 87,65 mm 8 ( - ) Diện tích cách điện rãnh : πd  πd  S cd =  + 2h12 + 2h41 .c + c m   3,14.6  3,14.7,26  = + 2.10,47 + 2.0,6 .0,25 + 0,35 2   = 11,68 mm ( - ) Diện tích có ích rãnh : S r = S r/ − Sc = 87,65-11,68= 75,97 (mm2) - Hệ số lấp đầy rãnh: u r1 n1 d cd2 40.1.1,16 = = 0,708 kđ = Sr 75,97 Trị số hệ số lấp đầy k đ nên lấy khoảng ( 0,7 ÷ 0,75) hợp lý, kđ không nên lấy 0,8 đặt dây quấn vào khó khăn dễ làm cho dây bị xây xát, kđ nhỏ nhỏ q khơng lợi dụng triệt để rãnh động làm việc lực điện từ dây bung làm hư hỏng cách điện dây 2.11 Bề rộng stato (bZ1) - Bề rộng rôto xác định sau: π ( D + 2h41 + d ) − d1 Z1 3,14(123 + 2.0,6 + ) = − = 5,35( mm) 36 bZ/ = bZ/ π ( D + 2( h12 + h41 ) ) − d2 Z1 3,14(123 + 2(10,47 + 0,6 ) ) = − 7,26 = 5,39(mm) 36 bZ//1 = bZ//1 b z1 = b z/1 + b z//2 5,35 + 5,39 = = 5,37(mm) 2 2.12 Chiều cao gông stato (hg1) 47 Sα/ : Diện tich bề mặt bên vỏ máy, bao gồm phần khơng tiếp xúc với bề mặt ngồi lõi thép stato S α/ = S n + S v = 2.π ( Dn / 2) + πDn l ' − π Dn l (cm ) S α′ = 2.3,14(19,1 / 2) + 3,14.19,1.15,4 − 3,14019,1.7 = 1076,53(cm ) 9.2.4 Nhiệt trở bề mặt vỏ máy: α v S v + α S n/ + α n// S n// Rα = / n Rα = −3 −3 8,35.10 × 2848 + 4,14.10 × 336,36 + 1,42.10 −3.336,36 Rα = 0,0389( C / W ) Trong đó: α v = k g α v' = 2,017.4,14.10 −3 = 8,35.10 −3 αg b c 1,2 2,52.10 −2 0,3 kg = + / = + = 2,017 −3 b + c α v b + c 0,3 + 1,2 4,14.10 0,3 + 1,2 α g = β λ.th( β h) = 0,83 × 4.10 −2.th(0,83.1,2) = 2,52.10 −2 β= 2α v/ × 4,14.10 − = = 0,83 λ.b 4.10 − × 0,3 α v/ = 3,6 × d −0, × Vv0,8 10 −4 α v/ = 3,6 × 0,0133 −0, × 7,19 0,8.10 − = 4,14.10 −3 (W / cm C ) Với d : Đường kính rãnh thơng gió d= 2.h.c 2.1,5.1,2 = = 1,33( cm ) h + c 1,5 + 1,2 V V: Tốc độ gió thổi mặt ngồi vỏ máy tính đến suy giảm 50% theo chiều dài gân tản nhiệt Đường kính ngồi cánh quạt lấy D n Vv = 0,5 π Dn n 3,14 × 19,1 × 1440 = 0,5 = 7,19(m / s ) 6000 6000 α n/ = 3,6.d −0, v 0,8 10 −4 = α ν' = 4,14.10 −3 (W / cm C ) + Hệ số tản nhiệt nắp α 'n' lấy hệ số α : α //n = α = 1,42.10 −3 ( W / cm C) + Sv: Diện tích tản nhiệt vỏ máy(kể gân) 48 ( S v = S v' + S g = πDn' l1' + 2.l1' h.n g = 3,14.20,7.15,4 + 2.15,4.40 = 2848 cm ) Dn' = Dn + ∆D = 20,7( cm ) l ' = l1' = l1 + ∆l = 15,4( cm ) ng = 40 : Tổng số gân + Diện tích nắp 2 Sn’ = Sn"= π ( Dn / 2) = 3,14.(31,3 / 2) = 769,05(cm ) b B54 bb h c hhh Hình 9.2 Kích thước cánh tản nhiệt thân máy + b = (mm) + h = 15 (mm) + c = 12 (mm) 9.2.5 Nhiệt trở lớp cách điện rãnh: Rc = δc 0,025 = 0,0211( o C / W ) = −2 λc S c 1,6.10 739,62 δ c : chiều dày lớp cách điện.: δ c = 0,025(cm) Tiết diện truyền nhiệt lớp cách điện Sc = Z1.Cb.l1 = 36 × 2,935 × = 739,62(cm ) λ c = 0,16.10 −2 (W / C) : Hệ số dẫn nhiệt vật liệu cách điện rãnh theo bảng 8.1,TL[1] 9.3 Tính toán nhiệt 49 9.3.1 Độ chênh nhiệt vỏ máy với môi trường xung quanh: θ α = (QCu1 + PFe + PR ).Rα = (323,5 + 72 + 223,4).0,0389 = 24,07( C ) 9.3.2 Độ tăng nhiệt dây quấn stato: Qcu1 ( R Fe + Rc ) + PFe R Fe + PR Rα/ θ1 = R + Rc + Fe Rd + Rα/ R Fe + Rc Rd + Rα/ + θα  0,0409 + 0,0211  323,5(0,0409 + 0,0211) + 72 × 0,0409 + 223,4 × 0,4222  0,0194 + 0,4222   θ1 = + 24,07 0,0409 + 0,0211 1+ 0,0194 + 0,4222 θ1 = 55,86( C ) + Độ tăng nhiệt độ lõi thép stato p R + (θ − θ ) θ FE = Fe Fe + θ2 1+ θ Fe = Rc R Fe 72.0,0409 + ( 55,86 − 24,07 ) + 24,07 = 46,93 o C 0,0211 1+ 0,0409 ( ) *Kết luận : Độ chênh nhiệt vỏ máy với môi trường xung quanh , độ tăng nhiệt dây quấn stato thoã mãn yêu cầu cho phép theo trang 104,TL[1] độ chênh nhiệt cho phép 750C ứng với cấp cách điện B 50 CHƯƠNG 10 : TÍNH TỐN CƠ 10.1 Đại cương Ngoài việc phải chịu toàn trọng lượng roto, trục phải cịn chịu momen xoắn mơmen uốn tính chất truyền động tải Trục cịn chịu lực hướng trục thường lực kéo động kiểu trục đứng Ngoài tải cịn phải ý đến lực từ phía khe hở khơng sinh Cuối trục cịn phải chịu lực sụ cân động sinh ra, vượt tốc độ giới hạn +Việc tính tốn động khơng đồng tính tốn trục +Khi thiết kế trục cần phải đảm bảo yêu cầu sau: - Phải có đủ độ cứng vững để tránh sinh độ võng lớn làm chạm roto với stato - Tốc độ giới hạn trục phải khác nhiều với tốc độ lúc máy làm việc bình thường - Phải có đủ độ bền tất tiết diện trục máy làm việc, kể lúc cố ngắn mạch 10.2 Kích thước trục MẶT CẮT B-B' MẶT CẮT C-C' Hình 10.1 kích thước trục roto 10.2.1 Tính độ võng trục: MẶT CẮT A-A' 51 - Trên trục, lực tác dụng trọng lượng G thân lõi sắt dẫn roto sinh có lực tác dụng phận khác Và lực tác dụng chổ khác để đơn giản hố tính tốn ta coi lực tác dụng lên vị trí lõi sắt roto - Tổng trọng lượng roto: G = 6,3.D / l 10 −3 = 6,3 × 12,24 × 7.10 −3 = 6,6(kg ) - Mômen xoắn đầu trục định mức: M x = 97500 P2 = 97500 = 195( kg.cm) n 1500 - Lực kéo đầu trục: Mx 195 = 1,8 = 70,2( Kg ) R0 10 / P = k2 + k2 = 1,8: Hệ số truyền động bánh đai hình thang , ta chọn bánh đai kiểu шK4.2 theo bảng XI-4, TL[1] + R = D/2: Bán kính bánh đai + Tính Sa, Sb, S0 theo bảng sau: Phần bên trái trục Tiết điện dI (cm) jI (cm ) yI y I3 y I3 − y I3−1 (cm) (cm ) (cm ) y I3 − y I3−1 y I2 JI (cm ) (cm −1 ) y I2 − y I2−1 (cm ) y I2 − y I2−1 JI (cm −2 ) 1b 3,974 0,8 0,512 0,512 ,0128 0,64 0,64 0,161 2b 3,7 9,195 9,7 912,673 912,673 99,201 94,09 93,45 10,163 Phần bên phải trục Tiết diện d I (cm) j I (cm ) x I (cm) x I3 (cm ) xI3 − xI3− (cm3 ) x 3I − x 3I−1 (cm −1 ) JI 1a 2a 3,7 3,974 9,195 0,8 9,7 0,512 912,673 0,512 912,161 0,128 99,201 y I − y I −1 = 10,324 (cm-1) S o= Σ JI Sa = Σ x I − x I −1 i = 99,329 (cm-1) 52 3 y − y I −1 = 99,329 (cm-1) Sb= Σ I JI π Với J I = × d I 64 - Độ võng trục fG trọng lượng roto gây nên tiết diện 1-1: ( ) G S b a + S a b 2 3E.l 6,6 fG = 99,329.10,5 + 99,329.10,5 3.2,1.10 19,4 f G = 0,00006(cm) fG = ( ) E = 2,1.10 (kg / cm ) :Mơđun đàn tính thép - Độ võng fP lực đầu trục P gây nên tiết diện 1-1 : P.l dt [ (1,5.l.S − S b ).a + b.S a ] 3E.l 70,2.9,4 fP = [ (1,5 × 19,4 × 10,324 − 99,329).10,5 + 10,5 × 99,329] × 2,1.10 19,4 = 0,00087(cm) fP = - Độ lệch tâm ban đầu: e0 = 0,1δ + f G + f P = 0,1 × 0,03 + 0,00006 + 0,00087 = 0,00393(cm) - Lực từ phía ban đầu: Q0 = 3D ' l e0 0,00393 = × 12,3 × = 33,8(kg ) δ 0,03 - Độ võng fM lực từ phía gây tiết diện 1-1 : fM = f0 0,0003 = = 0,00032(cm) − m − 0,076 fo = fG m= Q0 0,00006.33,8 = = 0,0003 (cm) G 6,6 f0 0,0003 = = 0,076(cm) eo 0,00393 - Độ võng tổng tiết diện 1-1’ : f = f G + f P + f M = 0,00006 + 0,00087 + 0,00032(cm) = 0,00125(cm) * Nhận xét: Độ võng 4,16% δ < 10% δ nên cho phép (đối với động điện không đồng bộ) 10.2.2 Tốc độ giới hạn: 53 n gh = 300 1− m − 0,076 = 300 = 37229 (vòng/phút) fG 0,00006 *Nhận xét: Tốc độ cao hẳn tốc độ định mức máy nên độ cứng trục đạt yêu cầu 10.2.3 Tính độ bền trục: * Kiểm nghiệm tiết diện đoạn c - Kiểm nghiệm tiết diện đoạn 1-c: + Mômen uốn: M 1c = k P.l1c = 2,5.70,2.7,2 = 1263(kg.cm) Với k = 2,5: Hệ số tải động làm viẹc đièu kiện nặng nề l1c = z1= 7,2 (cm): Chiều dài bánh đai hình thang + Mômen kháng uốn: W1c = 0,1( d 1c ) = 0,1.( 2,5) = 1,5625(cm ) 3 d1c = 2,5(cm): Đường kính tiết diện 1- c trừ chiều sâu lổ then + Ứng suất kéo trục tiết diện 1- c: σ = M 12c + ( α k M x ) W1c 1263 + ( 0,8.2,5.195) σ = 1,5625 = 823,6(kg / cm ) Với α = 0,8 : Hệ số ứng suất uốn ứng suất xoắn cho phép động quay thuận nghịch * Kiểm nghiệm tiết diện đoạn b trục: - Phản lực B ổ trục B: a c +p l l 10,5 70,2 × 5,2 B = ( 6,6 + 36,58) + = 39(kg ) 21 21 B = ( G + Q) Với: Q = Q0 33,8 = = 36,58(kg ) − m − 0,076 - Kiểm nghiệm tiết diện 1-b: + Mômen uốn: M 1b = k P.l p + B.l b = 2,5.70,2.6 + 39.0,8 = 1084(kg.cm) +lp :Chiều dài từ điểm tác dụng lực P đến tiết diện - b: 54 lp = z3 + y1 = 5,2 + 0,8 = (cm) + Mômen kháng uốn: W1b = 0,1( d 1b ) = 0,1.( 3) = 2,7(cm ) 3 + ứng suất tiết diện 1-b: σ= σ= M 12b + α k M x W1b 1084 + 2,5.0,8.195 = 414(kg / cm ) 2,7 * Kiểm nghiệm tiết diện đoạn A trục: - Phản lực A ổ trục A : b c +p l l 10,5 5,2 A = ( 6,6 + 36,58) + 70,2 = 39(kg ) 21 21 A = ( G + Q) - Kiểm nghiệm tiết diện 1-a : + Mômen uốn: M 1a = A.l1a = 39.0,8 = 31,2(kg.cm) +l1a :Chiều dài từ điểm tác dụng lực A đến tiết diện - a : l1a = x1 = 0,8 (cm) + Mômen kháng uốn: W1a = 0,1( d 1a ) = 0,1.( 3) = 2,7(cm ) 3 + ứng suất tiết diện 1-a : σ = M 1a 31,2 = = 11,55(kg / cm ) W1a 2,7 - Kiểm nghiệm tiết diện 2-a : + Mômen uốn: M a = A.l a = 39.10,5 = 409,5(kg.cm) +l2a :Chiều dài từ điểm tác dụng lực A đến tiết diện - a: l2a = x2 = 10,5 (cm) + Mômen kháng uốn: W2 a = 0,1( d a ) = 0,1.( 3,7 ) = 5,0653(cm ) + ứng suất tiết diện 2-a: 55 σ= M 2a 409,5 = = 80,84(kg / cm ) W2 a 5,0653 * Nhận xét: Thép dùng để chế tạo trục chọn thép CT45 có ứng suất cho phép σ cp = 12(kg / mm ) Mà theo tính tốn ứng suất tiết diện nhỏ σ cp Nên ứng suất tiết diện đạt yêu cầu cho phép 10.3.Quy trình gia cơng trục 10.3.1.u cầu qui trình gia cơng trục + Đảm bảo kích thước ghi vẽ + Tất mặt trục bậc đồng tâm song song với đường tâm trục + Trong q trình gia cơng, chỗ phối hợp trục vào ổ bi, trục lõi thép, trục chi tiết khác phải đạt độ bóng tiêu chuẩn 10.3.2 Phương pháp gia cơng trục Gia công trục tiến hành theo bước sau: +Bước 1: +Nhận phôi trục + Khoan lỗ định tâm + Bước 2: + Định vị trí trục máy tiện nhờ lỗ định tâm hai đầu trục + Tiến hành gia công bậc thang theo yêu cầu thiết kế + Dùng phương pháp mài để đảm bảo độ bóng mặt trụ theo yêu cầu + Bước 3: + Dùng phay gia công rãnh theo yêu cầu thiết kế 10.4 ổ bi Đối với động loại vừa nhỏ dùng gối trục ổ bi ổ bi có đặc điểm sau: Kích thước nhỏ gọn, độ mịn khơng lớn, đảm bảo khe hở động điện, bảo dưỡng đơn giản, tổn hao ma sát nhỏ, rẻ tiền Để giữ mỡ bôi trơn ổ bi, để mỡ khỏi chảy ra, ta dùng ổ bi có nắp chặn mỡ hai đầu - Tra phụ lục XII sách hướng dẫn thiết kế máy điện Ta chọn ổ bi ký hiệu 206 có số lực làm việc C = 22000 n = 13000 vịng/phút Kích thước ổ bi : d / D / B / r = 30 / 52 / 16 / 1,5 (mm) - Để đơn giản, ta chọn ổ bi đầu trục tải cuối trục tải giống 56 CHƯƠNG 11 : KẾT CẤU ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ ROTO LỒNG SĨC Mặc dù kích thước phận vật liệu tác dụng đặc tính động phụ thuộc phần lớn vào tính tốn điện từ tính tốn thơng gió giải nhiệt có phần liên quan đến kết động Thiết kế cấu phải đảm bảo cho động gọn nhẹ, thơng gió tản nhiệt tốt mà có độ cứng vững tốt có độ bền định Thường vào điều kiện làm việc động để thiết kế kết cấu thích hợp, sau tính tốn phận để xác định độ cứng vững độ bền chi tiết động Vì thiết kết cấu phần quan trọng thiết kế động điện + Động điện có nhiều kết cấu khác nhau, sỡ dĩ nhiều nguyên nhân sau: + Các động có cơng dụng khác nên u cầu kết cấu khác nhau: - Công suất động - Tốc độ quay động - Cách thức thơng gió bảo vệ - Vật liệu kết cấu công nghệ chế tạo + Các nguyên tắc chung để thiết kế kết cấu: - Đảm bảo độ tin cậy động lúc làm việc - Đảm bảo bảo dưỡng máy thuận tiện - Đảm bảo chế tạo đơn giản + Kết cấu động gồm chi tiết sau: 11.1 vỏ máy Là chi tiết kết cấu máy điện Trên vỏ có lõi sắt stato Hai đầu dùng để cố định nắp máy.Vì yêu cầu thiết kế vỏ máy có đủ độ bền cứng để gia cơng chế tạo vận hành không bị biến dạng Đối với động không đồng yêu cầu quan trọng khe hở khơng khí nhỏ, cần biến dạng chất lượng máy giảm, có gây nên tượng stato chạm vào roto Tuy vậy, vỏ máy khó tính xác nên thường dựa vào kinh nghiệm sản xuất để thiết kế Chiều dày vỏ chọn theo kinh nghiệm sản xuất ,ta chọn chiều dày vỏ mm Để thoã mãn độ cứng, độ bền giảm rung ta dùng gang để đúc vỏ Để lực uốn nắp động bị giãn nỡ nhiệt ta chọn kiểu phối hợp gờ miệng nắp 57 gờ miệng thân Việc gia cơng thân máy phải thỗ mãn u cầu gia cơng cơng nghệ( phải đảm bảo kích thước tiêu chuẩn) Các lỗ chân bắt bulong phải vị trí để đảm bảo tính xác lắp động cơ, đồng thời phải bố trí thuận tiện để việc tháo lắp sửa chữa tiến hành cách dễ dàng Hai gờ miệng thân hai đầu đường kính thân phải đồng tâm Độ ôvan đường kính thân phải nằm phạm vi cho phép khe hở khơng khí Mặt phẳng chân phải song song với trục máy Việc gia cơng thân tiến hành theo phương pháp :  Lấy đường kính làm chuẩn  Lấy mặt phẳng chân làm chuẩn Trong thực tế , xuất phát từ độ đồng tâm cao, chiều dày vỏ máy đều, ta thường lấy đường kính làm chuẩn 11.2 nắp máy Tác dụng nắp máy bảo vệ đầu dây quấn đỡ ổ trục Vì nắp phải có độ bền cứng chắn rung làm việc Tuy khó dùng công thức để xác định chiều dày nắp chủ yếu dựa vào kinh nghiệm sản xuất Đối với động thiết kế, ta chọn chiều dày nắp mm Vật liệu nắp làm từ gang Hai nắp trước sau giống Nắp cố định vỏ bulong Để việc gia công thuận tiện ta đúc gờ công nghệ vỏ Những yêu cầu công nghệ gia công nắp : - Đảm bảo độ đồng tâm rôto stato lắp ghép,vì gia cơng phải đảm bảo gờ miệng nắp đường kính buồng ổ bi phải đồng tâm - Đảm bảo độ song song, độ vng góc gờ miệng nắp với trục - Đảm bảo độ đồng tâm buồng ổ bi - Gờ miệng nắp phải phối hợp với thân buồng ổ bi - Mặt bên gờ nắp phải phẳng để lắp vào thân không bị gập ghềnh Phương pháp gia cơng nắp tiến hành phương pháp lần cặp Do động có khe hở khơng khí bé nên u cầu độ đồng tâm cao Nắp gia công máy tiện , mâm cặp máy tiện cặp vào gờ công nghệ Quy trình gia cơng nắp: - Dùng mâm cặp cặp vào gờ công nghệ - Gia công thô miệng nắp, buồng chứa ổ bi mặt đầu nắp - Gia công miệng gờ nắp - Các lổ nắp khoan xác phối hợp lỗ vỏ máy - Sau gia cơng xong, nắp cịn cân động tĩnh để đảm bảo máy đối xứng 11.3 Lõi thép stato roto 58 Để xác định kích thước chuẩn ta dùng phương pháp cân khối lượng, phương pháp đơn giản xác Để ép lõi thép stato ta dùng đường kính ngồi làm chuẩn, có rảnh định vị Sau ép lõi thép xong lõi thép đai gơng thép dày 2,5mm, rộng10mm dập hình V để tăng độ cứng Hai đầu gông gập vào hai đầu mép hai thép đầu Đối với roto, sau cân xác số lượng thép cần ép, dùng máy ép thuỷ lực ép thép đến đạt chiều dài theo yêu cầu, đem nung nóng đến nhiệt độ u cầu, đem đúc nhơm bàng phương pháp áp lực, sau ép trục vào roto CHƯƠNG 12 : TRỌNG LƯỢNG VẬT LIỆU TÁC DỤNG VÀ CHỈ TIÊU SỬ DỤNG 12.1 Trọng lượng vật liệu +Trọng lượng thép silic cần chuẩn bị GFe = (Dn + ∆ ) l1.kc γ Fe 10 −3 GFe = (19,1 + 0,445) × 0,95 × 7,8.10 −3 GFe = 19,814 (kg) +Trọng lượng dồng dây quấn stato - Khi khơng tính cách điện: G’Cu = Z1 ur1.n1.ltb.S1 γ Cu 10 −5 G’Cu = 36 × 40 × × 0,9027 × 23,04 × 8,9.10 −5 G’Cu = 2,665 (kg) - Khi kể cách điện:   d cd    .G 'Cu GCu = 0,867 + 0,124 ×   d      1,16     × 2,665 GCu = 0,867 + 0,124 ×   1,08    GCu = 2,715 (kg) +Trọng lượng nhôm dẫn: Gtd = Z S td l γ Al 10 −5 Gtd = 28 × 81,85 × × 2,6.10 −5 Gtd = 0,417 (kg) +Trọng lượng nhôm vành ngắn mạch: Gv = π Dv S v γ Al 10 −5 Gv = × 3,14 × 9,94 × 230 × 2,6.10 −5 Gv = 0,373 (kg) 59 +Trọng lượng nhôm rôto: GAl = Gtd + Gv = 0,417 + 0,373= 0,79 (kg) 12.1.Tính tốn tiêu kinh tế vật liệu tác dụng - Thép kỹ thuật điện: gFe = G Fe 19,814 = = 6,604 (kg/kW) P gCu = GCu 2,715 = = 0,905 (kg/kW) P gAl = G Al 3,79 = = 0,263 (kg/kW) P - Đồng: - nhơm: 60 CHƯƠNG 13 : TÍNH CHỌN BULONG TREO 13.1 Tổng trọng lượng máy G = G Fe + GCu + G Al + GGang Với: G Fe = 19,814kg GCu = 2,715kg G Al = 0,79kg GGang: Trọng lượng gang chế tạo vỏ, nắp chi tiết phụ Sơ chọn: GGang = 35%( GFe + GCu + GAl ) = 35%( 19,814 + 2,715 + 0,79 ) = 8,161 (kg) Trọng lượng máy sơ bộ: G = 19,814 + 2,715 + 0,79 + 8,161 =31,48(kg) 13.2 Chọn bulong Ta chọn bulong treo có sức nâng cho phép: Kantồn.G = 3.31,48 = 94,44(kg) Dựa vào phu lục XI,Tl[1], ta chọn bulong M8 có sức nâng cho phép 120kg 61 ... b = d1 = mm b41 = 2,66mm h41 = 0,6 mm h1= hr1 - 0,1.d2 - c - h41 =14,7 - 0,1.7,26 - 0,25 - 0,6 = 13,12 (mm) h2 = -( (d1/2) - c) = -( (6/2) - 0,25) = -2 ,75(mm) ’ b41 h1 h2 h41 b 0,1b' b' Hình 5.1:... tác dụng (2 5-3 6), (2 6-3 5) (2 7-3 4) đôi cực thứ hai * Pha C: phần tử tạo thành cạnh tác dụng (1 3-2 4), (1 4-2 3) (1 5-2 2) đôi cực thứ phần tử tạo thành cạnh tác dụng (3 1-6 ), (3 2-5 ) (3 3-4 ) đôi cực thứ... cạnh tác dụng ( 1-1 2), ( 2-1 1) ( 3-1 0) đôi cực thứ phần tử tạo thành cạnh tác dụng (1 9-3 0), (2 0-2 9) (2 1-2 8) đôi cực thứ hai * Pha B: phần tử tạo thành cạnh tác dụng ( 7-1 8), ( 8-1 7) ( 9-1 6) đôi cực thứ